package datastructure.sort;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

/**
 * 快速排序
 */
public class QuickSort {

    public static void main(String[] args) {
//        int[] arr = {-9,78,0,23,-567,70, -1,900, 4561};
        int[] arr = {-4, 2, 0, -5, -1};

        //测试快排的执行速度
        // 创建要给80000个的随机的数组
//        int[] arr = new int[8000000];
//        for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
//            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
//        }

        System.out.println("排序前");
        Date data1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);

        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);

        Date data2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
        //System.out.println("arr=" + Arrays.toString(arr));
    }


    /**
     * 尚硅谷提供的快速排序算法的实现
     * 选择中间位置的元素作为基准元素, 代码理解起来相对困难(不太推荐)
     */
    public static void quickSort0(int[] arr, int left, int right) {
        int l = left; //左下标
        int r = right; //右下标
        //pivot 中轴值
        int pivot = arr[(left + right) / 2];
        int temp = 0; //临时变量, 作为交换时使用
        //while循环的目的是让比pivot 值小放到左边
        //比pivot 值大放到右边
        while (l < r) {
            //在pivot的左边一直找,找到大于等于pivot值,才退出
            while (arr[l] < pivot) {
                l += 1;
            }
            //在pivot的右边一直找,找到小于等于pivot值,才退出
            while (arr[r] > pivot) {
                r -= 1;
            }
            //如果l >= r说明pivot 的左右两的值, 已经按照左边全部是
            //小于等于pivot值, 右边全部是大于等于pivot值
            if (l >= r) {
                break;
            }

            //交换
            temp = arr[l];
            arr[l] = arr[r];
            arr[r] = temp;

            // 如果交换完后, 发现arr[l] == pivot值, 说明之前的arr[r]等于pivot
            // 现在交换完之后arr[r]应该大于pivot了, 那么r指针需要左移一位, 继续往前寻找小于等于pivot值的元素
            if (arr[l] == pivot) {
                r -= 1;
            }
            // 如果交换完后, 发现这个arr[r] == pivot值, 那么l指针需要右移一位
            if (arr[r] == pivot) {
                l += 1;
            }
        }

        // 如果 l == r, 必须l++, r--, 否则为出现栈溢出
        // 为了下面递归, 需要l指针右移一位, r指针左移一位
        if (l == r) {
            l += 1;
            r -= 1;
        }
        //向左递归
        if (left < r) {
            quickSort(arr, left, r);
        }
        //向右递归
        if (right > l) {
            quickSort(arr, l, right);
        }
    }


    /**
     * 快递排序的实现
     * 选择最后一个元素作为基准元素(比较推荐的写法)
     *
     * @param array
     * @param low
     * @param high
     */
    public static void quickSort(int[] array, int low, int high) {
        if (low < high) {
            // 获取划分子数组的位置
            int position = partition(array, low, high);
            // 左子数组递归调用
            quickSort(array, low, position - 1);
            // 右子数组递归调用
            quickSort(array, position + 1, high);
        }
    }


    public static int partition(int[] array, int low, int high) {
        // 取最后一个元素作为基准元素
        int pivot = array[high];
        // 定义指向比基准元素大的指针，首先指向第一个元素
        int pointer = low;
        // 遍历数组中的所有元素，将比基准元素大的放在右边，比基准元素小的放在左边
        for (int i = low; i < high; i++) {
            if (array[i] <= pivot) {
                // 将比基准元素小的元素和指针指向的元素交换位置
                // 如果第一个元素比基准元素小，这里就是自己和自己交换位置，指针和索引都向下一位移动
                // 如果元素比基准元素大，索引向下移动，指针指向这个较大的元素，直到找到比基准元素小的元素，并交换位置，指针向下移动
                int temp = array[i];
                array[i] = array[pointer];
                array[pointer] = temp;
                pointer++;
            }
            System.out.println(Arrays.toString(array));
        }
        // 将基准元素和指针指向的元素交换位置
        int temp = array[pointer];
        array[pointer] = array[high];
        array[high] = temp;
        return pointer;
    }


}
